Теория и расчёт воздушно-реактивных двигателей под ред. Шляхтенко С.М. (1014193), страница 54
Текст из файла (страница 54)
б.б!. Зависимости Р„, С„„. 6 и Р ТРД с и„'в —— !2, Т„",„= !400 К при Н = сола! от Мв для раанйк законов регулирования 2б4 температура Т„остается неизменной, откуда следует, что в этой области Р и и С не меняются. С Ростом Н давление Ри снижаетсЯ, а это пРиводит к Уменьшению О, через двигатель. В связи с тем, что влияние О, на тягу существенно сильнее, чем влияние Рт, тяга ТРД с ростом Н уменьшается, как это видно из рис. 8 50. Следует отметить, что высотные характеристики ТРДФ качественно такие же, как и ТРД. Отличаются они только абсолютными значениями величин Р, С д и Р.
одинаково, так как на напорной кривой характеристики компрессора и„р — — сопз1 у ТРД с высоким и„'а величина д (Х,) меняется незначительно. Таким образом, отличие в тяге двигателей прн регулировании по и = сопз1 и и = сопз1, Т; = сопз1 будет только за счет разных значений Ртд. При регулировании двигателя по закону регулирования Т„'= = сопз1 с ростом скорости полета частота вращения и, как показано в разд. 8.2.1, будет уменьшаться.
Это приводит к некоторому уменьшению Р„д и увеличению С д по сравнению с законом регулирования и = сопз1, Т„'= сопз1 при высоких М, из-за уменьшения и„' и т!„(см. рис. 8.51). В основном уменьшение и с ростом М„ влияет на О„который на повышенных Ми при законе регулирования Т„ '= сопз1 будет существенно ниже, чем при других законах, из-за более низких значений ар(Х,). В данном случае отличие в тяге, как это видно на рис. 8.51, у ТРД с законами регулирования Т; = сопз1 и и = сопз1, Т„* = сопз1 в основном объясняется разным протеканием О, по Мао Разные и относительно низкие предельные значения Мгр при которых на рнс. 8.51 обрываются кривые, у двигателей с высоконапорными компрессорами при различных законах регулирования объясняются минимально допустимым значением ЛКт, Увеличить диапазон возможного изменения М, можно, регулйруя двигатель по трем параметрам, используя комбинированные законы регулирования или применяя компрессор с регулируемыми направляющими аппаратами.
Скоростные характеристики двухвальных ТРД с разными законами регулирования На рис. 8.52 показаны скоростные характеристики двухвальных ТРД с разными законами регулирования. При регулировании двигателя по закону инд — — сопз1 с ростом М„ температура Т„"увеличивается (см. равд. 8.3), т. е. максимальное значение Т'„получается при минимальных и,р нд Удельная тяга и удельный расход топлива у двигателя с инд — — сопз1 ниже, чем у двигателя с Т*„= сопз1, из-за более низких значений Т„'. У ТРД с законом регулирования ивд — — еопз1 при увеличении М„уменьшается Т'„и, следовательно, Р„а на повышенных М„будет меньше, чем у двигателя с законом регулирования Т„'= сопз1.
Удельные расходы топлива у ТРД с законами регулирования ивд = сопз1 и Т*„= сопз1 будут практически одинаковыми, так как при высоких М„влияние на С д пониженной Т„*у двигателя с ивд = сопз1 компенсируется более высокими и„" у двигателя с Т„* = сопз1, а в области низких и средних значений М„параметры у этих двигателей мало отличаются друг от друга.
Более высокие значения О, на больших М„ получаются у двигателя с инд =- сопз1 из-за более высоких значений инд и, как следствие, более высоких д (Хв) по сравнению с другими законами 2бб Раг, далаг/кг Юг кг/б (8.58) МЛА = СГ5рн)/й/(2й), д гав кг/даат (д ад Руд г д ат д г и дг Рис. 8.54. Высотно-скоростная харак- теристика ТРД Рис. 8.53. Типичная область возмож- ного сочетания Мп и О сверхзвуково- го самолета 287 фд у д д/и 7 аа/а Рис. 8.52. Зависимости Р „, С, ха в Р двухвального ТРД си„' = 12, Т' — 1400 К прн Н = сопз1 от Мп для разных законов регулирования * регулирования, а более низкие значения 6, — у двигателя с законом регулирования п„д — — сопз1 из-за низких значений пнд и, соответственно, пониженных значений а (Х„), У двигателя с законом регулирования пнд = сопз1 в области низких Мп тяга, как видно из рис.
8.52, будет ниже, чем у двигателя с законом регулирования Т„"= сопз1, из-за более низких значений Ртн, а в области высоких значений Мп — выше из-за более высокого значения 6,. Если двигатель регулируется по закону пвд —— сопз1, то в области больших Мп тяга ниже, чем у двигателя с законом регулирования Т„'= сойз1, за счет более низких значений Р,„и 6,. Высотно-скоростные характеристики ТРД Техническими требованиями к самолету обычно задаются максимальная скорость полета (Мп,„), максимальная высота полета Н,„(статический потолок), максимально допустимый скоростной напор ггм,„и минимальные скорости полета на разных высотах (минимально допустимые эволютивные скорости).
Значения этих величин зависят от конкретного назначения самолета и его характеристик. Величина максимально допустимого скоростного напора Рн1 й. доп Ь гахпаах =' 2 2 РнМй. доп (8.55) где )/и „,„(Мп. я,п) — допУстимые из УсловиЯ (Умах значения )г„(М„) на данной высоте, зависят от прочностных характеристик самолета.
Как видно из уравнения (8.55), с ростом Н из-за УменьшениЯ Ри Растет Мп. н,п. МинимальнаЯ скоРость полета ограничена допустимым углом атаки самолета, который должен быть меньше критического. Для прямолинейного установившегося движения на заданной высоте полета из уравнения где с — коэффициент подъемной силы; Я вЂ” характерная площадь летательного аппарата в плане; Млл — масса летательного аппарата, можно определить минимальную скорость полета и соответствующее ей М, 2М .а мха к Мпппп = я 8 а (8 57) ЛАК Рн у аеп ГдЕ Стога = (0,8 ...
0,9) С коэффициент подъемной силы, соответствующий допустимому по г условиям безопасности полета углу атаки, С ростом Н из-за УменьшениЯ Рн величина М, будет увеличиваться. б На рис. 8.53 показан типичный вид области Мп и Н полета, Скоростные хчрактеристики ТРДФ Рассмотрим ТРДФ с законом регулирования п = = сопз(, Т; = сопзг, Тф — — сопя(. В равд. 8.4 было показано, что режим работы турбокомпрессора у ТРДФ с работающей форсажной камерой при одинаковых условиях полета остается таким же, как при работе двигателя на максимальном режиме. н гбуаан Н 1б',ган гг гг г беж ха/гана б,а х5бан а гг Рб 4б гб б г г г н„ гг а г г гн„ Рис. 8.58 Скоростные характеристики ТРДФ при О = сопзп Гг мах= =сонат, Тфгаах = сопИ н разных значениях пхо Рнс.
8,55. Скоростные характеристики ТРД и ТРДФ при О = сопзб и„'о — — соней Тг" гаах = сопИ и разных значениях температуры газа в Форсамиой камере в которой при условии выполнения поставленных ограничений может использоваться самолет. Границы этой области определяются назначением самолета и его характеристиками. В заданной для конкретного самолета области скоростей и высот полета должна быть обеспечена надежная работа двигателя. На рис. 8.54 показаны типичные высотно-скоростные характеристики ТРД в области возможного использования самолета, для которого предназначен данный двигатель.
По М характеристики ограничены М но М д и М „, заданными в тактико- технических требованиях к самолету. Следует обратить внимание, что высотно-скоростные характеристики ТРДФ имеют качественно такой же вид, как и характеристики ТРД, и отличаются от них в основном абсолютными значениями тяги и удельного расхода топлива. 17 Поэтому б„пх', Т"„у тур- Р 10',баи бореактивного двигателя на максимальном н форсированном режимах ме- 15 няются в зависимости от т,"=георг М, и О одинаково.
и На рис. 8.55 показаны 7,=1755 11 скоростные характеристики ТРДФ на максималь- 5 ном (с выключенной форсажной камерой) и форсированных режимах работы с двумя разными температурами Тф. При включении форсажной камеры за сгф счет увеличения температуры Тф увеличивается скорость истечения газа ' т,=гессд из реактивного сопла и в результате этого растет 45 гг гбссн тяга ТРДФ. Чем выше Тф, тем больше тяга. С ростом Т* при М„= сопя( умень- Рнс 8.57.
Скоростные характеристики шаются эффективный н ТРДФ при О = сонм "хо = сонм Тф, ф а полетный КПД и следо- = сонат и Разных значениях температуры га- за перед турбиной вательно, С увеличивается (см. равд. 7.4). Скоростные характеристики ТРДФ с различными значениями гг,*о показаны на рис. 8.56. Из сравнения характеристик двигателей на максимальном (ТРД вЂ” рис. 8 49) и форсированном (ТРДФ вЂ” рис. 8.56) режимах видно, что и„'о у ТРД и ТРДФ качественно одинаково влияет на изменение Р и С д в зависимости от М„.
На рис. 8.57 показаны характеристики ТРДФ при различных значениях Т„* и одинаковых и,'о н Тф. Увеличение Т'„приводит к уменьшению и, "и росту давления в форсажной камере сгорания, а это в свою очередь приводит к увеличению по. р, приведенной скорости Хе и скорости истечения из реактивного сопла с,. Таким образом, с ростом Т„ 'тяга увеличивается за счет с,. С ростом Т'„ доля тепла, подводимого к рабочему телу, в основной камере сгорания растет, а в форсажной — уменьшается. Кроме того, из-за уменьшения и," теплоподвод в форсажной камере сгорания проходит при большем давлении. Все это приводит к росту эффективного КПД и, следовательно, к уменьшению С (см.
рис. 8.57). На рис. 8.55 ... 8.57 вертикальные штрихпунктирные линии проведены через точки, где у ТРД Р = О, а пунктирнымн линиями показана нерабочая область характеристик. 8.8. ДРОССЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРД И ТРДФ В зависимости от величины тяги, получаемой от двигателя при заданных условиях полета, принято определять несколько типовых режимов работы ТРД (или ТРДФ при работе с выключенной форсажной камерой). Ниже приведены основные режимы работы.
Максимальный режим, на котором двигатель развивает максимальную тягу Р „. Так как на этом режиме тепловые и динамические нагрузки в двигателе близки к предельно допустимым, время непрерывной работы ограничивается. Этот режим используется при взлете самолета и его разгоне. М а к с и м а л ь н ы й п р од о л ж и т е л ь н ы й р е ж и м обычно определяется величиной тяги Р „„р — — (0,85 ... 0,95) Р Как правило, на этом режиме время нейрерывной работы специально не ограничивается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
